第3章吸收
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第3章吸收5节填料吸收塔的计算在化工工艺中,填料吸收塔是一种常见的气液分离设备,广泛应用于化工、生化等领域。
它主要通过将气体经过填料床与液体进行接触,使气体中的一些成分溶解在液体中,从而实现气体的净化、回收等目的。
本文将围绕填料吸收塔的设计与计算展开探讨。
1.填料选择填料是填充在吸收塔内的物质,用于增加气液接触面积,提高吸收效率。
选择合适的填料对于吸收塔的设计至关重要。
常见的填料类型有环形填料、球形填料和片状填料等。
在选择填料时,需要考虑填料的表面积、孔隙率、耐酸碱性以及传质性能等因素。
2.填料高度计算填料高度的确定对于吸收塔的设计至关重要,它直接影响到吸收效率。
填料高度的计算需要考虑气体和液体的传质速率以及填料的传质性能。
传质速率与填料的表面积有关,通常采用比传质速率作为评价指标,其计算公式为:其中,Ka为单位体积填料的传质速率,a为液体相对气体的相对传质面积,La为单位体积填料的有效液膜厚度。
3.填料截面积计算填料截面积的计算是为了确定吸收塔的体积,并进一步确定吸收塔的尺寸。
填料截面积的计算需要考虑气体和液体的流量以及填料的孔隙率。
根据气体和液体的流量,可通过Wichert-Aziz关系式计算填料的总截面积,其公式为:其中,A为填料截面积,QG为气体流量,QL为液体流量,EbG为气体相对液体的空隙比,EbL为液体相对气体的空隙比,Fo为填料性能调整因子。
4.填料液体负荷计算填料液体负荷是指单位截面积填料上液体的流量,其计算需要考虑液体流量以及填料的有效液膜厚度。
填料液体负荷的计算公式为:其中,GM为填料液体负荷,QL为液体流量,A为填料截面积,La为单位体积填料的有效液膜厚度。
5.填料压降计算填料压降是指气体通过填料床时所产生的阻力损失,其计算需要考虑气体的流速、粘度以及填料的压降特性。
常用的填料压降计算公式有Ergun方程、Richardson-Zaki关系式等,其中Ergun方程常用于粒径较大的填料,Richardson-Zaki关系式常用于粒径较小的填料。
第3章介对光的吸收、⾊散和散射第3章介质对光的吸收、⾊散和散射在前两章中讨论了光在各向同性和各向异性介质中的传播规律。
应当注意的是,光在介质中的传播过程实际上就是光与介质相互作⽤的过程。
由于光在介质中传播时会与物质发⽣相互作⽤,因此会使光波的特性发⽣改变,例如,介质对光波的吸收会使光波的强度或能量减弱;不同波长的光在介质中传播时速度不同,并且按不同的折射⾓散开,即发⽣光的⾊散;光在浑浊介质中传播时还会发⽣光的散射等。
光的吸收、⾊散和散射现象是光在介质中传播时发⽣的普遍现象,这⼀章将对这些现象和所遵循的基本规律进⾏讨论,并介绍它们在物质成分、含量和浓度分析与检测等⽅⾯的应⽤。
3.1 光与物质相互作⽤的经典理论光在介质中的吸收、⾊散和散射现象实际上就是光与介质相互作⽤的结果。
因此,要正确认识光的吸收、⾊散和散射现象,就要深⼊研究光与介质相互作⽤的理论。
本节将讨论光与介质相互作⽤的经典理论以及⾊散和吸收曲线。
3.1.1 光与介质相互作⽤的经典理论洛仑兹的电⼦论假定:组成介质的原⼦或分⼦内的带电粒⼦被准弹性⼒束缚在它们的平衡位置附近,并且具有⼀定的固有振动频率。
在⼊射光的作⽤下,介质发⽣极化,带电粒⼦随⼊射光的频率作受迫振动。
由于带正电荷的原⼦核质量⽐电⼦⼤很多倍,因此,可认为正电荷的中⼼不动,⽽负电荷相对于正电荷作振动。
因为正、负电荷的电量绝对值相同,这样构成⼀个电偶极⼦,其电偶极矩为r q p(3.1-1)式中,q 是电荷的电量,r是从正电荷中⼼指向负电荷中⼼的⽮径。
⽽且,这个电偶极⼦将辐射次波,如图3-1所⽰。
假设光波 t i r E E ex p ~⼊射到⽓体介质内,并对⽓体介质内的束缚电⼦受迫振动。
这样,根据⽜顿定律,电⼦受迫振动的⽅程为dt r d g r k E q dtr d m 22 (3.1-2)式中,等号右边的三项分别为电⼦受到的⼊射光电场强迫⼒、准弹性⼒和阻尼⼒;m 和q 是电⼦的质量和电荷,r是位移,k 弹性系数,g 为常数。